Mehrschichtverbund sowie Fluidleitung

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, und wei terhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 1 162 061 Al bekannt. Diese betrifft einen thermoplastischen Mehrschichtverbund, insbesondere in Form eines Mehrschicht- schlauchs, eines Mehrschichtrohrs oder eines Mehrschichtbehälters, enthaltend mindestens eine Zwischenschicht aus einer Formmasse auf Basis von Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren zwi schen Schichten aus Formmassen auf Basis von Polyamid, wobei die Zwischenschicht über min destens eine haftvermittelnde Schicht aus einer Formmasse auf Basis von Polyamid, ausgewählt aus der Gruppe Copolyamid 6/12, Block-Copolyamid 6/12, Polyamid 612, Polyamid 610, Mi schung aus Polyamid 6 und Polyamid 12 mit Verträglichkeits Vermittler, Mischung aus Polyamid 6 und Polyamid 11 mit Verträglichkeitsvermittler, mit mindestens einer Nebenschicht aus einer Formmasse auf Basis von Polyamid 12, Polyamid 11, Polyamid 10/10, Polyamid 10/12 oder Polyamid 12/12 verbunden ist.

Weiterhin zeigt die Druckschrift WO 2006/040206 Al einen Mehrschichtverbund, der folgende Schichten enthält: Eine innere Schicht, ausgewählt aus einer Fluorpolymerformmasse und einer Polyolefin-Formmasse; eine Haftvermittlerschicht, die folgende Zusammensetzung aufweist: a) 0 bis 80 Gewichtsanteile eines Polyamin-Polyamid-Pfropfcopolymers, b) 0 bis 100 Gewichtsan teile Polyamid, c) 0 bis 85 Gewichts anteile eines Polymeren, ausgewählt aus Fluorpolymeren und Polyolefinen, wobei die Summe der Gewichtsanteile von a), b) und c) 100 ergibt, und wobei zusätzlich in der Summe der Komponenten a) und b) mindestens 20 Gewichtsanteile aus Mono mereinheiten bestehen, die sich von Caprolactam und/oder der Kombination Hexamethylendia min/Adipinsäure, Hexamethylendiamin/Korksäure, Hexamethylendiamin/Sebacinsäure, Hexa- methylendiamin/Dodecandisäure, Hexamethylendiamin/Isophthalsäure oder Hexamethylendia- min/Terephthalsäure herleiten; d) maximal 50 Gewichtsanteile Zusatzstoffe, ausgewählt aus schlagzähmachendem Kautschuk und/oder üblichen Hilf- beziehungsweise Zuschlagstoffen; eine Schicht aus einer EVOH-Formmasse.

Weiterhin zeigt die Druckschrift DE 10 2013 013 163 Al ein mehrlagiges Verbundmaterial mit Barriereeigenschaften für flüchtige organische Verbindungen, das eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist und mindestens eine erste Schicht und mindestens eine weitere Schicht um fasst. Dabei ist vorgesehen, dass eine der beiden Schichten mindestens ein Adsorptionsmaterial für flüchtige organische Verbindungen und mindestens ein polymeres Trägermaterial in Mi schung oder im Verbund mit dem Adsorptionsmaterial umfasst, wobei für den Fall, dass das mindestens eine Adsorptionsmaterial und das mindestens eine polymere Trägermaterial im Ver bund vorliegen, das Verbundmaterial mindestens drei Schichten umfasst, wobei das polymere Trägermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Elastomeren, Thermoplasten und thermoplastischen Elastomeren sowie Mischungen derselben.

Schließlich beschreibt die Druckschrift WO 2007/019921 Al einen Hohlkörper, umfassend eine Innenschicht und eine Außenschicht, jeweils aus einem thermoplastischen Material, und zwei Sperrschichten, vorgesehen zwischen der Innenschicht und der Außenschicht. Die beiden Sperr schichten sollen direkt miteinander verbunden sein.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Mehrschichtverbünden Vorteile aufweist, insbe sondere günstig herstellbar und zudem äußerst beständig ist, sodass auch hohe Permeationsan forderungen in Verbindung mit hohen Temperaturanforderungen erfüllt sind.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Mehrschichtverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund Folgendes aufweist: Eine erste Schicht aus einem Fluorpolymer, eine unmittelbar auf die erste Schicht folgende zweite Schicht aus einem teilaromatischen Polyamid und eine unmittelbar auf die zweite Schicht folgende dritte Schicht aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und/oder einem aliphatischen Polyamid.

Der Mehrschichtverbund, welcher besonders bevorzugt zum Herstellen beziehungsweise Ausbil den der Fluidleitung dient, verfügt insoweit über wenigstens drei Schichten, nämlich die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht. Die genannten Schichten folgen jeweils unmit telbar aufeinander, sodass also die zweite Schicht unmittelbar an der ersten Schicht und die dritte Schicht unmittelbar an der zweiten Schicht anliegt. In anderen Worten ist die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der dritten Schicht angeordnet und liegt einerseits an der ersten Schicht und andererseits an der dritten Schicht an. Vorzugsweise ist die erste Schicht und/oder die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht jeweils für sich genommen materialeinheitlich ausgestaltet, sodass die jeweilige Schicht vollständig und durchgehend aus dem jeweils bezeich- neten Material besteht.

Die erste Schicht besteht zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, aus dem Fluor polymer. Unter dem Fluorpolymer ist ein fluoriertes Polymer zu verstehen. Es zeichnet sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien und hohen Temperaturen, in anderen Worten also durch eine hohe Chemikalienbeständigkeit und/oder hohe Temperaturbeständigkeit aus. Das Fluorpolymer kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise liegt es in Form von Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetraf- luorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) oder Polychlortrifluorethylen (PCTFE) vor.

Die zweite Schicht besteht aus dem teilaromatischen Polyamid. Hierunter ist ein teilweise kris tallines aromatisches Polyamid zu verstehen, welches auch als Polyphthalamid (PPA) bezeichnet werden kann. Das teilaromatische Polyamid kann zur Verbesserung seiner mechanischen Festig keit verstärkt sein und hierzu einen Zusatzstoff oder eine Faserverstärkung aufweisen. Als Zu satzstoff kommt beispielsweise gemahlenes Glas beziehungsweise gemahlenes Siliziumdioxid zum Einsatz. Die Faserverstärkung liegt beispielsweise in Form einer Glasfaserverstärkung, ei ner Kohlenstofffaserverstärkung oder einer Aramidfaserverstärkung vor. Die zweite Schicht be ziehungsweise das teilaromatische Polyamid kann jedoch auch verstärkungsfrei ausgestaltet sein.

Die dritte Schicht wiederum besteht entweder aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder dem aliphatischen Polyamid. Unter dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (auch abgekürzt als EVAF oder EVOH) ist ein Copolymer zu verstehen, das formal aus den Monomeren Ethylen und Vinylalkohol aufgebaut ist. Das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist ein preiswerter Sperr schichtwerkstoff mit guter Sperrwirkung gegenüber flüchtigen organischen Verbindungen. Das aliphatische Polyamid weist ein Monomer auf, das sich von aliphatischen Grundkörpem ableitet, beispielsweise aus einem Factam, insbesondere einem Epsilon-Caprolactam, oder aus Hexame thylendiamin und Adipinsäure. Das aliphatische Polyamid liegt beispielsweise in Form von PA6, PA66 oder PA666 vor.

Es kann vorgesehen sein, dass der Mehrschichtverbund ausschließlich aus den drei genannten Schichten besteht, sodass die erste Schicht und die dritte Schicht jeweils als Außenschicht vor- liegen beziehungsweise im Falle der Fluidleitung die erste Schicht als Innenschicht und die dritte Schicht als Außenschicht vorliegt. Insbesondere in letzterem Fall dient also die erste Schicht der Führung eines Fluids in der Fluidleitung, wobei die hervorragende Beständigkeit des Fluorpoly mers genutzt wird.

Der beschriebene Mehrschichtverbund, bestehend aus den drei Schichten, weist hervorragende Festigkeitseigenschaften sowie eine hohe Beständigkeit auf. Es kann jedoch vorgesehen sein, zusätzlich zu den bereits genannten drei Schichten wenigstens eine weitere Schicht dem Mehr schichtverbund zuzuschlagen. Bevorzugt stellt jedoch die erste Schicht stets die Außenschicht oder - im Falle der Fluidleitung - die Innenschicht dar. An die erste Schicht schließen sich stets die zweite Schicht und die dritte Schicht an, wobei die zweite Schicht unmittelbar an die erste Schicht und die dritte Schicht unmittelbar an die zweite Schicht angrenzt.

Ein beispielhafter Mehrschichtverbund aus der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer in diesem Fall zumindest aufweisenden dritten Schicht kann auch als Dreischicht-Sperrsystem bezeichnet werden, welches beständig gegenüber Permeation, Oligomerauswaschungen und Wasser ist. Der Mehrschichtverbund dient unabhängig von seiner Ausgestaltung bevorzugt der Herstellung der Fluidleitung. Er kann jedoch auch zur Ausbildung beliebiger anderer Hohlkörper herangezogen werden, beispielsweise eines Fluidbehälters oder dergleichen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fluorpolymer der ersten Schicht zur Verbessemng einer elektrostatischen Leitfähigkeit der ersten Schicht mit Kohlenstoff ange reichert ist. Die elektrostatische Leitfähigkeit dient der Realisierung eines Potentialausgleichs. Dies ist insbesondere im Falle der Fluidleitung von Bedeutung, falls diese für organische Ver bindungen, insbesondere kohlenstoffhaltige Verbindungen, Verwendung findet. In diesem Fall ist eine Funkenbildung aufgrund eines zu hohen Potentialunterschieds zu vermeiden. Dies kann auf besonders einfache Art und Weise mittels einer entsprechenden Ausgestaltung der ersten Schicht erzielt werden. Hierzu wird das Fluorpolymer mit Kohlenstoff angereichert, sodas s das Fluorpolymer beziehungsweise die erste Schicht die gewünschte Leitfähigkeit aufweist. Bei spielsweise soll das Fluorpolymer derart mit Kohlenstoff angereichert sein, dass ein Flächenwi derstand von mindestens 10 ⁵ Ohm/Square, mindestens 5xl0 ⁶ Ohm/Square oder mindestens 10 ⁶ Ohm/Square vorliegt. Im letzteren Fall sind insbesondere die Vorschriften der Norm SAE J 2260 erfüllt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das teilaromatische Po lyamid der zweiten Schicht ein Polyphthalamid mit einem Polyamid als Basispolymer ist. Das Polyphthalamid ist ein teilweise kristallines aromatisches Polyamid, insoweit also ein semi aromatisches Polyamid. Das Polyphthalamid zeichnet sich durch gute thermische Beständigkeit und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf. Auch die chemische Beständigkeit und die Korro sionsbeständigkeit sind sehr gut. Zudem weist das Polyphthalamid nur eine geringe Quellnei gung auf, sodas s lediglich geringe Kräfte an Schichtgrenzen der zweiten Schicht zu den Materia lien der ersten Schicht und der dritten Schicht auftreten können.

Die Verwendung des Polyphthalamids hat insbesondere im Falle der Fluidleitung Vorteile, weil hierbei lediglich geringe Oligomerauswaschungen auftreten. Auch ist die Kälteschlagfestigkeit besser als die von anderen Polyamiden. Das Polyphthalamid haftet an einer Vielzahl von Elastomeren und Thermoplasten ohne Haftvermittler. Dieser Vorteil kann durch eine geeignete Modifizierung oder Additivierung des Polyphthalamids noch verstärkt werden. Hierzu wird das Polyphthalamid mit einem Zusatzstoff beziehungsweise einem Additiv angereichert. Das Poly phthalamid verfügt über ein Basispolymer, welches in Form des Polyamids vorliegt. Beispiels weise kommt als Basispolymer das Polyamid PA10T/X zum Einsatz. In diesem Fall weist das Polyphthalamid eine besonders gute Beständigkeit auf und ist zudem kostengünstig verfügbar.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zwei te Schicht und die dritte Schicht haftvermittlerlos miteinander verbunden sind. Unter einem Haftvermittler sind Substanzen zu verstehen, die zwischen unterschiedlichen Materialien eine chemische Bindung hersteilen. Ein solcher Haftvermittler kann grundsätzlich zwischen der ers ten Schicht und der zweiten Schicht und/oder zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht vorgesehen sein, um die entsprechenden Materialien besser miteinander zu verbinden. Der Haftvermittler ist dabei derart gewählt, dass er eine chemische Verbindung zwischen den beiden Schichten fördert. Trotz der Verwendung des Haftvermittlers wird insoweit davon ge sprochen, dass die jeweiligen Schichten unmittelbar aufeinander folgen beziehungsweise unmit telbar aneinander anliegen. Es ist also in keinem Fall eine zusätzliche Schicht aus Haftvermittler zwischen den entsprechenden Schichten angeordnet.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auf die Verwendung des Haftvermittlers verzichtet werden kann. Dies soll zumindest für die zweite Schicht und die dritte Schicht der Fall sein, so- dass diese haftvermittellos miteinander verbunden sind. Dies wird insbesondere durch die Ver wendung des teilaromatischen Polyamids für die zweite Schicht umgesetzt. Dieses weist bereits eine hervorragende Bindungswirkung sowohl gegenüber dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer als auch dem aliphatischen Polyamid der dritten Schicht auf.

Zusätzlich oder alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass die erste Schicht und die zweite Schicht haftvermittellos miteinander verbunden sind. Dies kann insbesondere auf grund der Verwendung des teilaromatischen Polyamids für die zweite Schicht der Fall sein. Be sonders bevorzugt sind selbstverständlich sowohl die erste Schicht und die zweite Schicht als auch die zweite Schicht und die dritte Schicht jeweils haftvermittellos miteinander verbunden. In diesem Fall wird eine besonders kostengünstige Herstellung des Mehrschichtverbunds realisiert.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass unmittelbar auf die dritte Schicht eine zusam men mit der ersten Schicht die dritte Schicht zwischen sich aufnehmende vierte Schicht aus ei nem weiteren Polyamid folgt, das von dem Polyamid der dritten Schicht verschieden ist. Zusätz lich zu den bereits genannten Schichten ist insoweit die vierte Schicht vorgesehen, die aus dem weiteren Polyamid besteht. Die vierte Schicht schließt sich unmittelbar an die dritte Schicht an, liegt also unmittelbar an dieser an. Die dritte Schicht ist zwischen der ersten Schicht und der vierten Schicht angeordnet, sodass die erste Schicht und die vierte Schicht die dritte Schicht ge meinsam zwischen sich aufnehmen.

Das weitere Polyamid ist bevorzugt von dem aliphatischen Polyamid verschieden, aus welchem die dritte Schicht besteht oder zumindest bestehen kann. Besteht die dritte Schicht aus dem Ethy len-Vinylalkohol-Copolymer, so kann das weitere Polyamid grundsätzlich beliebig gewählt sein, also auch in Form eines aliphatischen Polyamids vorliegen. Es kann jedoch auch in Form eines teilaromatischen Polyamids oder eines aromatischen Polyamids vorliegen. Besonders bevorzugt wird PA6/12 oder PA12 als weiteres Polyamid verwendet. Diese Polyamide weisen gute mecha nische Eigenschaften, eine hohe Temperaturstabilität, gute mechanische Verschleißresistenz und eine gute Spannungskorrosionsfestigkeit gegen chemische Auftaumittel, insbesondere ZnCl, auf. Sie weisen zudem eine sehr gute Haftung zu den Materialien der dritten Schicht, insbesondere dem aliphatischen Polyamid auf. Liegt die vierte Schicht vor, so bildet diese vorzugsweise eine Außenschicht des Mehrschichtverbunds oder der Fluidleitung.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Polyamid der vierten Schicht ein Polyamid aus Hexamethylendiamin oder ein Polyamid aus Laurinlactam ist. Als Beispiel für das Polyamid aus Hexamethylendiamin wird PA6/12 angegeben, als Beispiel für das Polyamid aus Laurinlactam PA 12. Diese Polyamide sind zum einen äußerst beständig und zum anderen kostengünstig verfügbar, sodass eine preiswerte Herstellung des Mehrschichtverbunds und mit hin der Fluidleitung realisiert werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die dritte Schicht eine erste Teilschicht aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und eine zweite Teilschicht aus dem aliphatischen Polyamid aufweist, wobei die erste Teilschicht unmittelbar auf die zweite Schicht folgt und die zweite Teilschicht eine Außenschicht bildet oder unmittelbar an die Außenschicht angrenzt. Die dritte Schicht weist insoweit beide der eingangs genannten Materialien, nämlich sowohl das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer als auch das aliphatische Polyamid auf. Hierzu verfügt die dritte Schicht über die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht. Die erste Teil schicht ist zwischen der zweiten Schicht und der zweiten Teilschicht angeordnet.

Die zweite Teilschicht bildet entweder die Außenschicht, nämlich auf der der ersten Schicht ab gewandten Seite des Mehr Schichtverbunds, oder grenzt unmittelbar an die die Außenschicht bil dende Schicht an, beispielsweise die vierte Schicht. Liegt also die vierte Schicht vor, so ist die zweite Teilschicht zwischen der ersten Teilschicht und der vierten Schicht angeordnet und liegt jeweils unmittelbar an diesen an. Liegt die vierte Schicht vor, so ist der Mehrschichtverbund fünfschichtig ausgestaltet, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht vorliegen und sich die dritte Schicht in die erste Teilschicht und die zweite Teil schicht aufteilt.

Die erste Teilschicht besteht aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und die zweite Teil schicht aus dem aliphatischen Polyamid. Auf die Vorteile der Verwendung dieser Materialien wurde bereits hingewiesen. Das aliphatische Polyamid kann mit einem Zusatzstoff beziehungs weise additiv und/oder einem Verstärkungsmittel angereichert sein. Als Verstärkungsmittel kommt beispielsweise eine Faserverstärkung zum Einsatz. Die Faserverstärkung liegt beispiels weise in Form einer Glasfaserverstärkung, einer Kohlenstofffaserverstärkung oder einer Aramid- faserverstärkung vor. Das Aufteilen der dritten Schicht in die beiden Teilschichten hat den Vor teil, dass die Menge des aliphatischen Polyamids beziehungsweise die Schichtstärke der zweiten Teilschicht derart gewählt werden kann, dass der Mehrschichtverbund insgesamt kostengünstig herstellbar ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Fluorpolymer Ethylen- Tetrafluorethylen-Copolymer, und/oder das aliphatische Polyamid PA6 oder PA666 ist und/oder das weitere Polyamid PA6/12 oder PA12 ist. Das Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer hat gute Eigenschaften bezüglich Oligomerauswaschungen und ist abrasionsfest. Das Material ist che misch weitgehend inert gegen diverse Fluide, welche im Automobilbereich eingesetzt werden können, insbesondere gegenüber organischen Verbindungen. Es ist daher prädestiniert zur Aus bildung der Außenschicht beziehungsweise der Innenschicht der Fluidleitung. Weiterhin sind die Permeationseigenschaften für flüchtige organische Verbindungen, speziell für sauerstoffhaltige flüchtige organische Verbindungen (zum Beispiel Alkohole) und Wasser sehr gut. Das Material ist gut verarbeitbar und haftungsoptimiert verfügbar. Bei Bedarf kann es elektrostatisch leitend gemacht werden, ohne die Eigenschaften relevant zu verändern. Hierauf wurde vorstehend be reits hingewiesen.

Die Verwendung von PA6 oder PA666 als das aliphatische Polyamid hat den Vorteil, dass diese Materialien mit einer enormen Vielfalt zur Verfügung stehen. Zahlreiche Modifikationen bezüg lich Stabilisiemng, Elastizität, Haftungsmodifikation und der gleichen sind verfügbar. Zudem ist das Material sehr kostengünstig. Insbesondere PA6 neigt jedoch dazu, durch flüchtige organische Verbindungen, Wasser und Alkohole, zu quellen beziehungsweise Oligomere freizugeben. Au ßerdem weist es keine ausreichende Spannungskorrosionsfestigkeit gegen einige Auftaumittel auf. Aus diesem Grand wird das aliphatische Polyamid beziehungsweise werden die konkret bezeichneten Materialien vorzugsweise nicht für die Außenschicht beziehungsweise Innen schicht verwendet.

Die Polyamide PA6/12 oder PA 12 weisen gute mechanische Eigenschaften, eine hohe Tempera turstabilität, hohe mechanische Verschleißresistenz und eine gute Spannungskorrosionsfestigkeit gegen chemische Auftaumittel, insbesondere ZnCl, auf. Die Beständigkeit gegen Fluide, welche im Automobilbereich eingesetzt werden, ist sehr gut. Es sind zahlreiche unterschiedliche, auf den genannten Polyamiden basierende Materialien zu niedrigen Kosten verfügbar. Die Polyamide PA6/12 und PA12 weisen eine sehr gute Haftung zu dem aliphatischen Polyamid, insbesondere PA6, auf.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wandstärke der ersten Schicht kleiner oder gleich der Wandstärke der zweiten Schicht, und/oder die Wand stärke der zweiten Schicht kleiner oder gleich der Wandstärke der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht, und/oder die Wandstärke der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht kleiner oder gleich der Wandstärke der vierten Schicht ist. Insgesamt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Wandstärken der einzelnen Schichten ausgehend von der ersten Schicht hin zu der dritten Schicht, einschließlich - falls vorgesehen - der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht, beziehungsweise der vierten Schicht stetig zunehmen oder zumindest gleichbleiben, jedenfalls nicht geringer werden.

Auf diese Art und Weise ist der Mehrschichtverbund besonders kostengünstig realisierbar, weil grob gesagt die Materialkosten pro Gewichtseinheit und/oder Volumeneinheit ausgehend von der ersten Schicht hin zu der dritten beziehungsweise vierten Schicht ansteigen. Die erforderlichen Eigenschaften des Mehrschichtverbunds hinsichtlich seiner Festigkeit beziehungsweise Steifig keit wird durch die Verwendung der mehreren Schichten auch bei geringen Wandstärken bezie hungsweise Schichtstärken ohne weiteres erzielt.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wandstärke der ersten Schicht mindestens 0,1 mm und höchstens 0,2 mm, und/oder der zweiten Schicht mindestens 0,1 mm und höchstens 0,3 mm, und/oder der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht mindestens 0,15 mm und höchstens 0,4 mm, und/oder der vierten Schicht mindestens 0,2 mm und höchstens 0,4 mm beträgt. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Wandstärken der Schichten von Schicht zu Schicht, ausgehend von der ersten Schicht, stetig zunehmen. Mit den genannten Wandstärken können die bereits beschriebenen vorteilhaften Ei genschaften bei gleichzeitig geringen Kosten des Mehrschichtverbunds erzielt werden.

Beispielsweise beträgt die Wandstärke der ersten Schicht höchstens 0,12 mm, der zweiten Schicht mindestens 0,12 mm und höchstens 0,15 mm, der dritten Schicht beziehungsweise der ersten Teilschicht mindestens 0,15 mm und höchstens 0,2 mm und der vierten Schicht mindes tens 0,25 mm und höchstens 0,3 mm. Die zweite Teilschicht der dritten Schicht kann eine belie bige Wandstärke aufweisen. Beispielsweise wird sie lediglich aus der gewünschten Gesamt wandstärke des Mehrschichtverbunds abzüglich der Wandstärken der anderen Schichten ermit telt. Die zweite Teilschicht stellt insoweit eine Füllschicht dar.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund, insbesondere aus einem Mehrschichtverbund gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einer ersten Schicht aus einem Fluorpolymer, einer unmittelbar auf die erste Schicht folgenden zweiten Schicht aus einem teilaromatischen Polyamid und einer unmittelbar auf die zweite Schicht folgenden dritten Schicht aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und/oder einem aliphatischen Polyamid. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Mehrschichtverbunds beziehungsweise der Fluidleitung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Fluidleitung als auch der Mehrschichtver bund können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Schicht eine einen Fluidströ mungsraum begrenzende Innenschicht der Fluidleitung ist. Der Fluorpolymer ist besonders be ständig gegenüber zahlreichen Chemikalien, welche beispielsweise im Automobilbereich An wendung finden. Aus diesem Grund soll die erste Schicht unmittelbar den Fluidströmungsraum begrenzen. Hierzu liegt sie als Innenschicht der Fluidleitung vor.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Flu idleitung als Fluidwellrohr vorliegt. Ein Fluidwellrohr ist ein Rohr aus einem Material mit einer gewissen Festigkeit, das mit einer bestimmten Ausgestaltung, nämlich einer Wellung, eine höhe re Flexibilität aufweist als eine Ausgestaltung mit einer ungewellten Form. Die Wellung ist durch einen in Richtung einer Längsmittelachse der Fluidleitung wellenförmig wechselnden Durchmesser ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders gute Biegsamkeit der Fluid leitung realisiert ist.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Innenschicht und/oder eine als Außenschicht vorliegende der Schichten wenigstens eine Beschichtung aufweist, insbe sondere eine Flamm- und/oder Scheuerschutzbeschichtung und/oder eine Isolationsbeschichtung. Die Beschichtung stellt einen Bestandteil der jeweiligen Schicht dar. Alternativ kann die Be schichtung auf die jeweilige Schicht aufgebracht sein. Die Beschichtung kann von den Schichten durch eine wesentlich geringere Wandstärke abgegrenzt werden. Beispielsweise beträgt die Wandstärke jeder der Schichten mindestens 0,1 mm, wohingegen die Wandstärke der Beschich tung kleiner ist als 0,1 mm, insbesondere höchstens 0,05 mm oder höchstens 0,01 mm beträgt.

Die Beschichtung kann eine beliebige Funktionalität aufweisen. Beispielsweise dient sie als Flammschutzbeschichtung, stellt also eine thermische Barriere gegenüber thermischen Einflüs sen dar. Zusätzlich oder alternativ kann sie als Scheuerschutzbeschichtung ausgestaltet sein, wel che einen Schutz gegenüber mechanischen Einflüssen bietet. Auch kann die Beschichtung als Isolationsbeschichtung ausgestaltet sein, welche elektrisch isoliert, also zumindest einen höheren elektrischen Widerstand aufweist als die Fluidleitung beziehungsweise der Mehrschichtverbund selbst. Schließlich kann eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorsehen, dass die Außenschicht von der dritten Schicht, der zweiten Teilschicht der dritten Schicht oder der vierten Schicht gebildet ist. Die Außenschicht begrenzt die Fluidleitung außenseitig, also auf ihrer dem Fluidströmungs raum abgewandten Seite. Die Außenschicht kann von einer beliebigen der Schichten gebildet sein, beispielsweise von der dritten Schicht oder der vierten Schicht. Besteht die dritte Schicht aus den mehreren Teilschichten, so wird die Außenschicht üblicherweise von der zweiten Teil schicht der dritten Schicht gebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie le näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Schnittdarstellung durch eine Fluidleitung aus einem Mehrschicht verbund.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fluidleitung 1, die aus einem Mehr schichtverbund 2 besteht. Der Mehrschichtverbund 2 umgreift zur Ausbildung eines Fluidströ mungsraums 3 der Fluidleitung 1 eine Fängsmittelachse 4 der Fluidleitung 1 in Umfangsrichtung vollständig. Im Querschnitt gesehen besteht der Mehrschichtverbund 2 aus einer ersten Schicht 5, einer zweiten Schicht 6, einer dritten Schicht 7 und einer vierten Schicht 8, die in radialer Richtung nach außen gesehen aufeinander folgen. Jede der Schichten 5, 6, 7 und 8 ist in Um fangsrichtung durchgehend ausgebildet und weist bevorzugt in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke auf.

Die dritte Schicht 7 setzt sich aus einer ersten Teilschicht 9 und einer zweiten Teilschicht 10 zusammen. Für diese gelten vorzugsweise dieselben Ausführungen wie für die Schichten 5, 6, 7 und 8. In jedem Fall sind die beiden Teilschichten 9 und 10 in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet, umgreifen also die Fängsmittelachse 4 in Umfangsrichtung vollständig. Auch wei sen die Teilschichten 9 und 10 in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke auf. Einzelne der Schichten 5, 6, 7 und 8 und/oder der Teilschichten 9 und 10 können entfallen. Es müssen also nicht notwendigerweise alle der hier dargestellten Schichten realisiert sein.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die erste Schicht 5 aus einem Fluorpoly mer, die zweite Schicht 6 aus einem teilaromatischen Polyamid, die erste Teilschicht 9 aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, die zweite Teilschicht 10 aus einem aliphatischen Polyamid und die vierte Schicht 8 aus einem weiteren Polyamid, welches von dem Polyamid der zweiten Teilschicht 10 bevorzugt verschieden ist. Konkret ist das Fluorpolymer der ersten Schicht ein Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer, das teilaromatische Polyamid der zweiten Schicht ein Polyphthalamid, das aliphatische Polyamid der zweiten Teilschicht 10 PA6 oder PA666 und das weitere Polyamid der vierten Schicht 8 PA612 oder PA12.

Grundsätzlich können die Wandstärken der hier dargestellten Schichten 5, 6, 7 und 8 sowie der Teilschichten 9 und 10 identisch sein. Vorzugsweise nimmt die Wandstärke der Schichten 5, 6, 7 und 8 sowie der Teilschichten 9 und 10 in radialer Richtung nach außen ausgehend von der ers ten Schicht 5 zumindest für einige der aufeinanderfolgenden Schichten zu.

Die Fluidleitung 1 wird bevorzugt im Kraftfahrzeugbereich verwendet, beispielsweise als kraft stoffführende Fluidleitung 1, welche auch als Kraftstoffleitung bezeichnet werden kann. Die An forderungen an eine solche Kraftstoffleitung haben sich in den letzten Jahren als direkte und in direkte Folge vor allem von wachsenden Sicherheits- und Umweltanforderungen stetig erhöht. Hinzu kommen gestiegene Erwartungen an die Produktqualität. Gleichzeitig müssen aber auch ökonomische Anforderungen in der Herstellung in immer stärkerem Maße erfüllt werden.

Kraftstoffleitungen aus metallischen Werkstoffen sind zumindest im Niederdruckkreislauf heute bereits nahezu ausnahmslos durch Kraftstoffleitungen aus Elastomeren oder Kunststoffrohren verdrängt worden. Gründe hierfür sind unter anderem ein besseres Verhalten gegen innere und/oder äußere Korrosion, bessere Resistenz gegen Schwingungen, bessere Pulsationsdämp fungseigenschaften, bessere Verarbeitungseigenschaften, geringeres Bauteilgewicht und geringe re Kosten. Aus ökonomischen Gründen, aber auch aus Gründen einer permeationsarmen Verbin dungstechnologie werden zunehmend metallische Kraftstoffleitungen, die in Motorraumanwen dungen noch anzutreffen sind, durch Kunststoffleitungen ersetzt. Zu beachten ist, dass es sich aufgrund des Brandverhaltens und der Bildungsfähigkeit zündfähiger Gemische des Fördermedi ums bei Komponenten des Kraftstoffkreislaufs um sicherheitsrelevante Bauteile handelt.

Die Variantenvielfalt an Kraftstoffen, die weltweit regional zum Einsatz kommen, steigt immer weiter an. Die Qualität und Zusammensetzung der raffinierten Kraftstoffe ist unterschiedlich. Bestimmte Fremdstoffe, wie zum Beispiel Schwefel oder Wasseranteile, werden unterschiedlich limitiert. Regional je nach Verfügbarkeit, Gesetzes vorgaben oder steuerlichem Anreiz werden zunehmend Biokraftstoffanteile besonders den Kraftstoffen für ottomotorische Verbrennung zugemischt. Dies können zum Beispiel Methanol oder Ethanol in verschiedenen Anteilen zwi schen 0 % und 100 % sein. Methanol- oder Ethanolgehalte von 15 bis 20 % in klassischem Ben- zin haben sich als chemisch kritisch erwiesen. Zudem befinden sich diverse synthetisch gewon nene Kraftstoffe in der Entwicklung und Erprobung.

Es muss davon ausgegangen werden, dass verschiedene Kraftstoffe im Wechsel getankt werden. Die Komponenten des Kraftstoffsystems sollen dabei möglichst weltweit einheitlich sein, um eine kostengünstige Produktion umsetzen zu können. In den kommenden Jahren ist ein Anwach sen der Vielfalt der Flüssigkraftstoffe, insbesondere der synthetischen Kraftstoffe, zu erwarten. Ferner wird der Einsatz gasförmiger Kraftstoffe voraussichtlich zunehmen. In der Praxis hat sich erwiesen, dass Elastomer- oder Kunststoffrohre auf einige dieser Kraftstoffe mit Quellung und/oder dem Herauslösen von Stoffen aus den Kraftstoffleitungen reagieren, zum Beispiel von Weichmachern, Stabilisatoren, und so weiter.

Die Kraftstoffeinspritzsysteme der Motoren werden für immer präzisere Kraftstoffzumessungen weiterentwickelt. In der Regel nimmt deren Komplexität und Präzision dabei stark zu. Eine Fol ge davon ist, dass die Einspritzsysteme empfindlicher gegen nicht vorgesehene Fremdstoffe werden. Diese Entwicklung wird technisch zum Beispiel mit verbesserten Filtersystemen im Kraftstoffkreislauf begegnet. Für Kraftstoffleitungen gelten zum Beispiel verschärfte Anforde rungen an den zulässigen Restschmutz der Bauteile. Hervorzuheben ist aber auch eine starke Limitierung von festen oder flüssigen Oligomeren, die aus herkömmlichen Elastomer- oder Kunststoffrohren ausgewaschen werden können und zu schädlichen Ablagerungen in Teilen des Einspritzsystems führen können. Diese Ablagemngen können zum Beispiel Strahlbilder von Ein spritzdüsen verändern und somit über die Motorlaufzeit zu leistungs- oder emissionsrelevanten Veränderungen der Verbrennung führen. Daher ist die Auswaschung von Oligomeren aus den großflächigen Wandungen der Kraftstoffleitungen zu minimieren.

Aus Gründen des Umweltschutzes wird auch die Permeation von organischen Verbindungen beziehungsweise flüchtigen Kohlenwasserstoffen aus Fahrzeugen immer weiter limitiert. Auf grund der hohen Konzentration flüchtiger Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff, des Konzentrations und Druckgefälles nach außen und der großen Wandungs Oberfläche kommt hierbei den Kraft stoffleitungen ein hoher Stellenwert bei der Permeationsvermeidung zu. Dabei neigen viele thermoplastische Werkstoffe sowohl zu einer Eigenemission, zum Beispiel von Weichmachern, als auch zu einer Durchlässigkeit für Kohlenwasserstoffe aus dem Kraftstoff durch die Leitung hindurch. Eine Zumischung von kurzkettigen Alkoholen zu Ottokraftstoffen kann konzentrati onsabhängig diesen Durchgang von Kohlenwasserstoffen noch fördern. Zu Kraftstoffsystemen an heutigen Kraftfahrzeugen gehört nicht nur das System der Nieder druckkraftstoffversorgung selbst, sondern gegebenenfalls auch Kraftstoffrücklaufleitungen, Lei tungen im Bereich der Tankbefüllung und im Bereich der Tankentlüftung sowie der Aktivkoh leregeneration. Für diese Leitungen gelten meist die gleichen Anfordemngen. An die Kraftstoff leitungen werden jedoch auch eine Vielzahl anderer Anforderungen gestellt, von denen nur eine unvollständige Auswahl auszugsweise erwähnt werden soll. Beispielsweise müssen eine hohe Innendruckfestigkeit, hohe Kälteflexibilität und Hochtemperaturbeständigkeit, hohe Schlagzä higkeit, hohe Schwingfestigkeit, hohe Elastizität, hohe Formbeständigkeit, Knickfestigkeit, zeit liche Beflammungsresistenz, elektrostatische Ableitfähigkeit und so weiter realisiert sein. Selbstverständlich müssen die Eigenschaften über die gesamte Fahrzeuglebensdauer trotz innerer und äußerer chemischer Beanspmchung sowie thermische Beanspmchung (einschließlich Hyd rolyse- und Spannungsrissbeständigkeit) erhalten bleiben. Eine besondere Bedeutung kommt dabei auch einer sicheren Leitungsverbindungstechnik zu, die natürlich ebenfall die genannten gestellten thermischen und mechanischen Anforderungen, aber auch Anforderungen an Oli- gomerfreiheit, Sauberkeit und Permeation erfüllen muss. Die genannten Anforderungen gelten im Übrigen sinngemäß auch für andere Fluidkreisläufe in Kraftfahrzeugen, zum Beispiel SCR- Leitungen, Leitungen für Klimaanlagen, Leitungen für Blow-by und Kühlmittelleitungen sowie Hydraulikleitungen.

Die gestellten Anforderungen können nicht mehr durch Einschichtrohre, sogenannte Monorohre, erfüllt werden. Aus diesem Grund werden üblicherweise sogenannte Mehrschichtrohre verwen det, in denen mehrere funktionale Werkstoffe in bestimmten Schichtanordnungen mit bestimm ten Schichtstärken angeordnet werden. Diese Rohre können zum Beispiel in Coextrusionsverfah- ren oder in Ummantelungsverfahren hergestellt werden. Jede Schicht in dem Verbund leistet einen definierten Beitrag zur Erfüllung der Anforderungen an das Gesamtrohr und bringt dabei für eine Einzelfunktion positive Eigenschaften ein. So können die Schichten in derartigen Mehr schichtaufbauten zum Beispiel Innenschichten, Barriereschichten, Lösungsinhibitorschichten, Schutzschichten, Haftvermittelschichten, Stützschichten, Füllschichten, Außenschichten, Isolati onsschichten, Markierungs schichten oder Verschleißschutzschichten sein. Die Schichten werden im Interesse einer einfachen Herstellbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit aus thermoplastisch ver arbeitbaren Werkstoffen hergestellt.

Die vorstehend beschriebene Fluidleitung 1 aus dem Mehrschichtverbund 2 erfüllt die Anforde rungen in besonderem Maße. Insbesondere werden die Permeationsanforderungen in Verbindung mit hohen Temperaturanforderungen erfüllt. Die Fluidleitung 1 hat beispielsweise die Dimensio nen 10x1,6 mm bis 10x2 mm, vorzugsweise 10x1,8 mm, wobei die erste Zahl den Außen- oder Innendurchmesser und die zweite Zahl die Wandstärke beschreibt. Auch andere Abmessungen der Fluidleitung 1 sind jedoch selbstverständlich realisierbar. Ein Beispiel für konkrete Materia lien der Schichten 5, 6, 7, 8, 9 und 10 wurde bereits wiedergegeben. Alternativ kann es vorgese hen sein, bei diesem Beispiel als aliphatisches Polyamid der dritten Schicht anstelle des PA6 PA666 zu verwenden. Auch könnte das weitere Polyamid der vierten Schicht PA612 oder alter nativ PA 12 sein.

Auch könnte es vorgesehen sein, auf die erste Teilschicht 9 aus dem Ethylen-Vinylalkohol- Copolymer zu verzichten, sodass die dritte Schicht 7 vollständig aus dem aliphatischen Polyamid besteht. Insoweit läge eine Vierschichtfluidleitung vor, welche von innen nach außen aus den folgenden Materialien besteht: dem Fluorpolymer, dem teilaromatischen Polyamid, dem aliphati schen Polyamid und dem weiteren Polyamid. Auf die vierte Schicht könnte verzichtet werden, sodass die Außenschicht aus dem aliphatischen Polyamid besteht und insoweit die dritte Schicht die Außenschicht darstellt. In diesem Fall ist eine Dreischichtfluidleitung realisiert, welche von innen nach außen aus den folgenden Materialien besteht: dem Fluorpolymer, dem teilaromati schen Polyamid und dem aliphatischen Polyamid.

Die beschriebene Fluidleitung 1 hat genauso wie der Mehrschichtverbund 2, aus welchem die Fluidleitung 1 besteht, den Vorteil einer hohen Beständigkeit bei einer gleichzeitigen sehr guten Verfügbarkeit der Materialien. Zudem ermöglicht der Aufbau des Mehrschichtverbunds 1 eine kostengünstige Herstellung.

Zudem ist die Fluidleitung 1 sehr gut verarbeitbar, beispielsweise durch permeationsarme und sichere Verbindungstechnologien wie Schweißen, speziell Laserschweißen. Die Verschweißung kann vorzugsweise durch ein zielgerichtetes und lokal begrenztes sowie in der Intensität und der Zeit auf die Materialien und Geometrien abgestimmtes Hindurchdringen eines Laserstrahls durch das mit der Fluidleitung 1 zu verschweißende Einrichtung, die komplett oder lokal aus laser transparenten Werkstoff hergestellt ist, erfolgen. Die Einrichtung liegt zum Beispiel in Form einer Fluidkupplung vor. Das Material der Außenschicht der Fluidleitung, beispielsweise der dritten Schicht, der zweiten Teilschicht oder der vierten Schicht, muss in diesem Fall im erfor derlichen Maß laserabsorbierend sein. Bevorzugt wird das Material der jeweiligen Schicht be reits passend ausgewählt oder mittels eines Zusatzstoffs ausreichend laserabsorbierend gemacht. Weil die Außenschicht bevorzugt auch zur Kennzeichnung und/oder Beschriftung der der Fluid leitung 1 verwendet werden kann, sollte in diesem Fall das Matieral auch die Eigenschaft eines Farbumschlages bei gängigen Laserbeschriftungsverfahren aufweisen. Soll eine Bedruckung zur Kennzeichnung zum Einsatz kommen, so sind geeignete pigmentreiche Tinten zu bevorzugen. Die Werkstoffe und/oder die Wandstärken der einzelnen Schichten werden insbesondere derart gewählt, dass die Fluidleitung 1 ohne die Verwendung von im Rohrinneren angeordneten Biege hilfswerkzeugen, beispielsweise Federn, auch in engen Biegeradien thermogeformt werden kön nen. Neben einer rationellen Fertigung hat dies weitere Vorteile, so können in noch rotations symmetrischen Zustand vor dem Biegen Konnektoren an die Rohre gefügt werden, was die Zahl der Vorrichtungen minimiert. Ferner kann bei Biegevarianten auf der Grundlage gleicher Aus gang srohrlängen die Lagerhaltung der Vorprodukte vereinfacht werden.

Technisch bedeutungsvoll ist aber vor allem, dass durch den Entfall von innen drückenden Bie gefedern keine lokalen Verformungen und Belastungen der empfindlichen Innenschicht auftre- ten. Die Gefahr der Beschädigung der Schicht wird vermindert. Schäden durch lokale Druckstel- len der Biegefedem, die lokal die Wandstärken der Innenschicht vermindern würden, sind von außen zerstömngsfrei schwierig bis gar nicht erkennbar. Die Schäden können insbesondere auch von hoher Bedeutung sein, wenn es auf eine elektrische Mindest-Leitfähigkeit der Innenschicht ankommt. Lokale ungewollte Wandstärkenreduktionen können dazu führen, dass die geforderte Leitfähigkeit der Innenschicht nicht eingehalten wird. Dadurch kann die überlicherweise kosten- intensive Innenschicht dünn gehalten werden.